发布时间 : 星期二 文章基于PLC的污水处理控制系统设计毕业设计(论文)更新完毕开始阅读b4cd8c423a3567ec102de2bd960590c69ec3d8f4
图2-2 PLC及扩展
2.3.3 PLC输入回路
如下图2-3所示，为其中一张PLC输入回路图。导线1、2与直流电压24V相连接；SB7~SB14为常开按钮输入。
图2-3 PLC输入回路
2.3.4 PLC输出回路
如图2-4所示，为其中一张PLC输出回路图。
导线1、2与直流电压24V相连接；导线L12、N为电网导线；HL21、HL22、HL23、HL24分别为潜水泵房报警、污泥回流泵房报警、手动方式指示灯、自动方式指示灯；KM19、KM6、KM8、KM20分别为污泥机接触器、1#转碟曝气机工频反转接触器、2#转碟曝气机工频反转接触器、切割机接触器；HL19、HL6、HL8、HL20分别为污泥机运行指示灯、1#转碟曝气机工频反转运行指示灯、2#转碟曝气机工频反转指示灯、切割机运行指示灯。
图2-4 PLC输出回路
其它详细电路连线图，请查看附录2，包括4张主电路、1一张PLC及扩展、8张PLC输入回路、3张PLC输出回路。
3 系统软件设计
采用西门子公司为S7—200系列PLC开发的STEP 7—Micro/WIN SP8作为编程软件，上面介绍了污水处理控制系统的结构、工作原理和电气控制部分的结构，硬件结构的总体设计基本完成后，就要开始软件部分的设计，根据控制系统
的控制要求和硬件部分的设计情况及PLC控制系统I/O的分配情况，进行软件编程设计。在软件的设计中，首先按照需要实现的功能要求做出流程框图，其次按照不同功能编写不同功能模块，这样写出的程序条例清晰，既方便编写，也便于调试。
3.1 系统控制信号
PLC作为污水处理系统的控制系统使得设计过程变得更加简单，可实现的功能变得更多。与各类人机界面的通信可完成PLC控制系统的监视，同时使用户可通过操作界面功能控制PLC系统。由于PLC的CPU强大的网络通信能力，使得污水处理系统的数据传输与通信变得可能，并且也可实现其远程监控。 利用PLC作为控制器的污水处理系统主要涉及的控制信号有：一是输入信号；二是输出信号。
3.1.1 输入信号
污水处理系统信号输入检测方面主要涉及五类信号的监测，主要包括：按钮的输入检测、液位差的输入检测、液位高低的输入检测、电机过载保护的输入检测，以及曝气池中含氧量的输入检测。
1）按钮输入检测。大多数为人工方式控制的输入检测，主要有自动按钮、手动按钮、格栅机启动按钮、清污机启动按钮、潜水泵启动按钮、潜水搅拌机启动按钮、污泥回流泵按钮、曝气机工频、变频按钮，以及变频加速减速按钮等。
2）液位差输入检测。检测粗细格栅两侧液位差，用来控制清污机的启动与停止。
3）液位高低输入检测。检测进水泵房和污泥回流泵房中液位的高低，用来控制潜水泵或污泥回流泵的启动和停止，以及投入运行的潜水泵的数量。
4）电机过载保护的输入检测。电机电路中如果过载，电流过大，则热继电器发出一个信号，输入到控制器中，通过程序来控制电机的停止，以免损坏电机。
5）含氧量输入检测。以上四种都为数字量输入，该输入为模拟量输入。曝气过程是污水处理系统中最重要的环节，为了保证微生物所需要的氧气，必须检测污水中的含氧量，并通过曝气机增加或减少其含氧量。通过将溶解氧仪设置在适当位置上，将检测值反馈到PLC中，通过运算输出控制曝气机的转速信号。当溶解氧值偏低时，降低了微生物分解的效果，延长了处理时间，严重时甚至导
致处理失效，因此需要增加曝气机转速以增加供氧量；当溶解氧值偏高时，导致微生物过氧化，降低了其活性，也不利于处理，因此减小曝气机转速以减少供氧量，最终使污水中的溶解氧保持在一定的范围内。
3.1.2 输出信号
信号输出部分主要包括两个方面：一个是数字量输出，即各类设备的接触器；另外一个是模拟量输出，用来控制曝气机变频器。
1）数字量输出。控制各类设备的启动和停止，包括：格栅机启停、清污机启停、潜水泵启停、潜水搅拌器启停、污泥回流泵等设备。
2）模拟量输出。通过PLC中运算后的数据，通过其功能模块输出控制信号，该控制信号输入到变频器的控制端子上，改变变频器的输出频率，从而控制曝气机的转速，最后达到控制污水中含氧量的要求。
3.2 系统总体控制
根据系统的控制要求，总体控制是选择自动控制还是手动控制，总体控制流程如图3-1所示。
图3-1 总体控制流程图
3.3 系统手动控制
在手动控制模式下，可单独调试每个设备的运行，如图3-2所示。 在此控制模式下，可以通过按钮对格栅机、清污机、污泥回流泵、转碟曝气机、潜水泵、离心式脱水机、潜水搅拌机、刮泥机，以及各类泵进行控制，对于转碟曝气机的控制，可以通过按钮增大或减小变频器的频率来改变其速度，也可以进行正反转动，以检测调试性能。